辐射状体内张拉成形空间网格结构的参数分析

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1、北京工业大学硕士学位论文辐射状体内张拉成形空间网格结构的参数分析姓名：谭争光申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：张毅刚20070501摘要本文提出了一种新型大跨空间结构——辐射状体内张拉成形空间网格结构，并对其进行了初步研究。该结构是在新型体内预应力钢屋架和STRARCH结构的基础上提出来的，它具有新型体内预应力钢屋架和STRARCH结构的优点，又继承了空间结构受力合理、重量轻、造价低以及结构形式多样等优点。该结构是通过几何大变形成形的预应力钢结构，旋工时张拉下弦索使上弦梁拱起成形，结构成形后下弦完全水平。文章首先在新型体内预应

2、力钢屋架的基础上，详细设计了辐射状体内张拉成形空间网格结构的构造，并建立了结构模型。然后，以非线性有限元理论为基础，以通用有限元分析软件ANSYS为分析工具，采用降温法对结构旌加预应力，成功地模拟了结构的张拉成形过程。接着，对结构成形和受荷状态下的内力和应力进行了详细地分析，进而研究了结构的受力特点和特性。在对结构进行全面认识的基础上，本文详细研究了杆件截面、刚臂节间数、腹杆数目、高跨比、中心环大小和中心上环的刚度等参数对结构成形和受荷的影响，总结了各参数变化时结构内力、应力和位移的变化规律，找出了影响结构性能的主要参数，并对结构各参

3、数的设计提出建议。本文的研究工作为进一步分析体内张拉成形空间网格结构的特点、设计试验模型、进行结构试验模拟具有一定指导意义，为全面开展这一新型结构的研究工作和结构的实施奠定了基础。关键词空间网格结构；体内张拉成形；预应力大跨空间结构；参数分析ABSTIRACTABSTRACTAnewpre-stressedlargespanstructure．radialIntemalstretchformingspaceIatticestructureiSintroducedandstudiedinthispaper．ThisstructureiS

4、proposedoftheRewlyintemaIpre—stressedsteelrooftrussandSTRARCH．1thastheadvantagesofboththenewlyinternaIpre—stressedsteeIrooftrussandSTRARCH．andalsoinhentsthemasonableforoe，lightweight，IOWCOst。plentifuIfornlsofspacestructure．ThestructureiSakindofre—stressedsteeIstructuref

5、ormingwithbiggeometricaIdeformation．Thestructureiserectedbycableinthelowerchord，andinthisprocesstopbeamrisingandarching，atIastthelowerchordiShodzontaIcompletely．TheconstitutionofradiaI-ntemalstretchfonlli九gspaceIatticestructureiSdesignedbasedonnewlyjntemaIpre—stressedst

6、eeIrooftruss，andstructuralmodeIJScreated．Then．basedonnonlinearfiniteelementtheoryandusingthecommonsoftwareANSYSasat001．methodofequivalentcoolinginANSYSiSusedforstructuraIpre-stressed，andsuccessfullysimulatethetensionformlnaprocess．Then，sttessandintemaIforcesInformingpro

7、cessandunderIoadsareanalyzedindetail．ThestructuraIcharactedsticsandmechanicaIpropertiesarealsostudied．Withthefu¨understandingofthestructure．adetaliedstudyofparametereffectiScarriedout．TheparameteFSconcludethebarsection．dgidarnlnumbe5abdomina}barnumbe5high—spanratioandsi

8、zeandst骱essofcenterring．Thechangeruleofstress，internaIforcesanddisplacementaresummanzed．Mainparametersthataffe